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C.S.E.9.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI Lezione n° 9 Amplificatori di potenzaAmplificatori di potenza –Classe B –Classe A-B ProgettoProgetto –Amplificatori.

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1 C.S.E.9.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI Lezione n° 9 Amplificatori di potenzaAmplificatori di potenza –Classe B –Classe A-B ProgettoProgetto –Amplificatori audio

2 C.S.E.9.2 Richiami Amplificatori di potenzaAmplificatori di potenza –Amplificatori aperiodici –Amplificatori accordati Rendimento & EfficienzaRendimento & Efficienza Classe AClasse A Classe BClasse B Classe CClasse C

3 C.S.E.9.3 Rendimento & Efficienza RendimentoRendimento Fattore di merito (o cifra di merito) [Efficienza - 1 ]Fattore di merito (o cifra di merito) [Efficienza - 1 ]

4 C.S.E.9.4 Classe B con accoppiamento a Trasformatore I c1 I b1 I c2 I b2 IsILIL ILIL

5 C.S.E.9.5 Classe B a simmetria complementare Push-PullPush-Pull + -- VSVS -V CC V CC RLRL Q1Q1 VUVU + -- Q2Q2 RSRS

6 C.S.E.9.6 Caratteristica di trasferimento Q 1 semionda positivaQ 1 semionda positiva Q 2 semionda negativaQ 2 semionda negativa V U -V CESAT - V VIVI VUVU -V U +V CESAT V + -- VSVS -V CC V CC RLRL Q1Q1 VUVU + -- Q2Q2 RSRS

7 C.S.E.9.7 Rendimento 1 Trascurando la non linearità si ha la conduzione per 180°Trascurando la non linearità si ha la conduzione per 180° Semiperiodo positivoSemiperiodo positivo Semiperiodo negativoSemiperiodo negativo

8 C.S.E.9.8 Rendimento 2 Potenza erogata totalePotenza erogata totale Potenza utile Rendimento

9 C.S.E.9.9 Potenza dissipata dai BJT Potenza dissipata dai BJTPotenza dissipata dai BJT Potenza dissipata MAXPotenza dissipata MAX

10 C.S.E.9.10 Fattore di merito RisultaRisulta Potenza dissipata da ciascun BJTPotenza dissipata da ciascun BJT

11 C.S.E.9.11 Distorsioni Distorsione di crossover Distorsione di crossover t ViVi VUVU

12 C.S.E.9.12 Eliminazione del Crossover mediante reazione Si usa il principio del diodo idealeSi usa il principio del diodo ideale V CC V CC RLRL Q1Q1 VUVU + -- Q2Q2 RSRS VSVS

13 C.S.E.9.13 Eliminazione del Crossover mediante Classe AB Schema di principioSchema di principio -V CC V CC RLRL Q1Q1 VUVU + -- Q2Q2 VSVS RARA RBRB D1D1 D2D2

14 C.S.E.9.14 OSSERVAZIONI La caduta sui diodi elimina la distorsione di CrossoverLa caduta sui diodi elimina la distorsione di Crossover I transistori duscita sono spesso delle coppie DARLINGTONI transistori duscita sono spesso delle coppie DARLINGTON La caduta sui diodi deve essere uguale alla somma delle V cut-in dei TransistoriLa caduta sui diodi deve essere uguale alla somma delle V cut-in dei Transistori Le resistenze di polarizzazione riducono lamplificazioneLe resistenze di polarizzazione riducono lamplificazione

15 C.S.E.9.15 Classe AB a trasformatore

16 C.S.E.9.16 Riduzione dellattenuazione NO!!!!!

17 C.S.E.9.17 PROGETTO

18 C.S.E.9.18 SPECIFICHE Amplificatore audio caratterizzato da :Amplificatore audio caratterizzato da : –PU = 100 W –RL = 4 –RL = 4 Richiesta protezione contro cortocircuitiRichiesta protezione contro cortocircuiti –Non permanenti

19 C.S.E.9.19 Schema Q1 Q7 Q8 Q3 RP1 RP2 RA RE6 RK RL 4 Q5 Q6 VCC1 VCC2 CS R2 RS R1 RB Q4 RE4 VS Q2 RE5

20 C.S.E.9.20 Push - Pull Q1 RL 4 VCC1 35 V VCC2 35 V Q2

21 C.S.E.9.21 Protezioni contro cortocircuiti Q7 Q8 RP1 RP2

22 C.S.E.9.22 Moltiplicatore di V BE Q3 RA RB

23 C.S.E.9.23 Carico dinamico RE6 RK Q5Q6 RE5

24 C.S.E.9.24 Preamplificatore CS R2 RS R1 Q4 RE4 VS

25 C.S.E.9.25 Parametri MAX per BJT (1) Classe AClasse A + -- VSVS V BB RBRB CACA V CC RLRL Q VUVU + -- ICIC V CE V CC Rc

26 C.S.E.9.26 Parametri MAX per BJT (2) BJTBJT ICIC V CE V CEmax I Cmax

27 C.S.E.9.27 Parametri MAX per BJT (3) CaratteristicheCaratteristiche + -- VSVS V BB RBRB CACA V CC RLRL Q VUVU + -- ICIC V CC /R C V CC /2R C PDPD

28 C.S.E Scelta dei FINALI Coppie DARLINGTON complementariCoppie DARLINGTON complementari V CE > 2 V cc V CE > 2 V cc I Cmax > I M I Cmax > I M NPN MJ3001NPN MJ3001 V CE = 80 V; I C = 10 A; V CE = 80 V; I C = 10 A; P D =150 W; h fe > 1000 P D =150 W; h fe > 1000 PNP MJ2501PNP MJ2501 V CE = -80 V; I C = -10 A; V CE = -80 V; I C = -10 A; P D =150 W; h fe > 1000 P D =150 W; h fe > 1000 Q1 Q2

29 C.S.E Scelta delle V CC Dallequazioone alla maglia duscitaDallequazioone alla maglia duscita VCC > 32 per essereVCC > 32 per essere sicuri di non avere saturazioni o interdizioni VCC più bassa possibileVCC più bassa possibile per ridurre la potenza dissipata Q1 Q m RL 4 Q5 VCC1 RE5 I0I0

30 C.S.E Scelta delle correnti Polarizzazione in classe A – B Serve a garantire il funzionamento inServe a garantire il funzionamento in classe A – B Basso valore per ridurreBasso valore per ridurre la dissipazione di potenza sui finali Q1 RP1 RP2 Q2 I Q0

31 C.S.E Correnti dei transistori Q 1 ; Q 2 e Q 3 Corrente di base max di Q 1Corrente di base max di Q 1 Corrente di base di Q2Corrente di base di Q2 Corrente di Q3Corrente di Q3 Q1 Q3 RP1 RP2 Q2 I BQ1 IMIM IMIM I BQ2 I CQ3

32 C.S.E Correnti di Polarizzazione Corrente in RA e RB (partitore pesante)Corrente in RA e RB (partitore pesante) Generatore di correnteGeneratore di corrente Corrente di riposo di Q4Corrente di riposo di Q4 Correte Max di Q4Correte Max di Q4 Correte min di Q4Correte min di Q4 0 RA RE6 Q5 Q6 RB RE5 I0I0 I0I0 Q4 RE4 Q2 Q1

33 C.S.E Scelta dei transistori rimanenti () Q 3 BJT di potenza per essere accoppiato termicamente a Q 1 e Q 2Q 3 BJT di potenza per essere accoppiato termicamente a Q 1 e Q 2BD V CE = 45 V; I C = 3 A; h fe = 100 Q4Q4BSP43 V CE = 80 V; I C = 1 A; h fe = 150; PD = 2 W Q3 Q4

34 C.S.E Scelta dei transistori rimanenti () Q 5 e Q 6 Q 5 = Q 6Q 5 e Q 6 Q 5 = Q 6BSP33 V CE = -80 V; I C = -1 A; h fe = 150; PD = 2 W Q 7Q 72N2222 V CE = 30 V; I C = 0.5 A; h fe =100 Q 8Q 82N2907 V CE = -30 V; I C = -0.5 A; h fe =100 Q7 Q8 Q5Q6


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